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本文以JF04F3型管壳为例，介绍了金属—陶瓷绝缘子封装外壳一般的钎焊生产过程，并对钎焊后出现的气密性及变形问题提出了有关改进措施。 
　　金属-陶瓷绝缘子 气密性 变形 
THE BRAZING OF METAL-CERAMIC INSULATOR PACKAGE 
WANGCHEN CHENGKAI TUCHUANZHENG 
(CETC NEDI) 
Abstract: With the sample of JF04F3 package,the paper introduces the general brazing process of the metal-ceramic insulator package,and brings out some method to deal with the problem which appear after brazing such as airtightness and diatortion. 
Keyword: metal-ceramic insulator airtightness distortion. 
一. 引言 
　随着近年集成电路技术的迅猛发展，工艺逐步成熟，金属-陶瓷绝缘子封装外壳这种封装形式得到了越来越多的应用，在封装领域中占有一席之地。

尽管该种外壳型号繁多，但其结构基本相同，一般都是由底座、框、陶瓷绝缘子、引线及焊料组成。 
为介绍方便，本文以JF04F3型管壳为例，进行详细的介绍。 
二.工艺流程 
1．焊前准备 
　　为使钎焊能顺利进行，必需要对该管壳所涉及的金属零件及陶瓷绝缘子进行必要的处理。 
　对陶瓷绝缘子的处理：该管壳所用的陶瓷为95%氧化铝瓷，不经处理，其表面无法直接被液态银铜焊料润湿从而无法与金属零件形成牢固致密的接头。因此需对绝缘子的封接面（如陶瓷与零件的接触面）进行金属化处理，并且为提高焊料润湿能力，还需对金属化层镀镍。 
　　通过这样的处理，达到使零件及绝缘子封接面表面清洁，无氧化物，液态焊料能良好润湿的目的。有利于下面工序的进行。
2．钎焊方法及步骤 
1）钎焊方法 
为保证零件表面及绝缘子封接面在钎焊过程中不被氧化，液态焊料能良好润湿以及得到较高的成品率，JF04F3管壳采用保护气氛（氢气）炉中钎焊的方法。

2）钎焊步骤 
根据实际生产需要，JF04F3管壳分成两步钎焊：首先将引线与绝缘子钎焊为一体，其次将底座，框以及绝缘子（附引线）通过适当的定位钎焊为一体。 
3．钎焊工艺 
1）钎焊温度 
　　确定钎焊温度的主要依据是所用焊料的熔点。它应适当的高于焊料的熔点，以减小液态焊料的表面张力，改善润湿和提高填缝能力。由于采用了银铜共晶合金作为焊料，其熔点为779℃，在实际钎焊中，采用的钎焊温度在820℃左右。 
2）保温时间 
　　保温时间的确定，首先要考虑焊料与被连接材料相互作用的特征。当两者相互作用产生强烈溶解，生成脆性相等不利倾向时，应尽量缩短保温时间。反之，则可适当延长保温时间。此外，零件大小，接头间隙大小也对保温时间产生一定影响。对JF04F3管壳而言，可伐、铜、以及陶瓷的熔点远高于钎焊温度，因此可伐、铜或陶瓷对焊料产生不利倾向的可能较小。对银铜焊料而言，在钎焊温度下，焊料中的银成分可能会有向铜底座中扩散的倾向。这一倾向会使焊料化学成分及物理性质都有所改变，如熔点上升，流散性变差。因此，JF04F3管壳钎焊时保温时间宜短。 
3)焊料流动的影响因素 
　　为了获得填缝密实的接头，需要对焊料的流动加以控制。间隙值的大小、焊料量的多少以及放置的位置都对焊料的流动有影响。此外钎焊温度、保温时间及保护气体成分也对焊料流动有一定影响。 
4)冷却速度 
　　加快冷却速度有利于细化焊缝组织，提高接头强度，但由于JF04F3管壳的钎焊涉及到陶瓷与金属的焊接，过快的冷却速度会造成过大的热应力而使陶瓷产生裂纹甚至炸裂崩缺，因此JF04F3管壳的钎焊宜采用较慢的冷却速度。 
三．钎焊后出现的主要问题 
1.气密性 
气密性是衡量管壳质量的重要标志之一。漏气是造成金属-陶瓷绝缘子封装外壳失效的主要原因。 
漏气的主要原因有: 
1）陶瓷绝缘子有关的原因：a.可能在陶瓷绝缘子生产过程中某些环节出现问题，从而造成绝缘子本身的漏气；b.可能是焊前对绝缘子封接面所进行的金属化处理出现问题，如出现金属化层脱落，露瓷，这样液态焊料就无法有效润湿裸露的陶瓷，从而无法填充陶瓷与零件之间的空隙，造成管壳的漏气；c.有时由于生产过程中的原因造成部分绝缘子尺寸偏小（与金属零件配合尺寸），因而与零件的间隙变大，焊料无法填满间隙造成漏气。 
2)与钎焊工艺有关的原因：温度较低或保温时间短时，焊料还未能充分流淌造成的漏气；温度较高或保温时间长时，焊料流散较多，剩余焊料无法致密地填充间隙，造成漏气。 
提高气密性能的措施：1）在绝缘子的生产及钎焊过程中严格按有关要求进行操作，从而降低因陶瓷本身及钎焊工艺不当造成漏气的可能；2）在焊前应尽量将封接面上有漏瓷、尺寸偏小等缺陷的绝缘子挑出，从而使钎焊成品率有一定提高。 
2.底座的变形 
JF04F3管壳的零件经过钎焊，在焊后发现底座产生了较大的变形。 
产生变形的根本原因就是铜与可伐热膨胀系数的差异。在钎焊过程中，银铜焊料未冷却凝固前，底座与框的膨胀或收缩都未受限制。而凝固后，在它的作用下，底座和框牢固的结合在一起，其原本各自独立的收缩就互受对方的影响。对底座而言，其上表面与框接触，铜的热膨胀系数大于可伐的，框阻碍了底座上表面的收缩造成收缩量减小并使该面受到了由此产生的拉伸力，这个作用在上表面的拉伸力对下表面而言，就产生了一个力矩；同时在较高温度下铜的屈服极限下降，使得底座更容易产生变形。